本实用新型专利技术公开了一种二氧化碳和氢气直接制备甲醇的装置，属于化工技术领域，解决现有技术中二氧化碳加氢制甲醇投资大，二氧化碳转化率低，功耗大的缺点。本实用新型专利技术包括进出口换热器、冷却分离器和设置有环隙的二氧化碳加氢合成塔，其中进出口换热器的壳程入口连接有原料气输送管，壳程出口分别与二氧化碳加氢合成塔的底部环隙入口和顶部入口连接，进出口换热器的管程入口与二氧化碳加氢合成塔的出气口连接，管程出口与冷却分离器连接。本实用新型专利技术二氧化碳和氢气制备甲醇装置的单程转化率高，操作阻力降小，循环量小，循环机压缩功耗低。本实用新型专利技术特别适用于二氧化碳和氢气制备甲醇装置。甲醇装置。甲醇装置。
【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳和氢气直接制备甲醇的装置
[0001]本技术属于化工
，具体涉及一种二氧化碳和氢气直接制备甲醇的装置。
技术介绍
[0002]甲醇是一种基本的有机化工原料，在工业生产中有着非常重要的作用。甲醇不仅可以直接用作优良的燃料，还可以用于合成纤维、甲醛、塑料、医药、农药、染料、合成蛋白质等化工产品。目前，我国甲醇制备工艺主要有煤制甲醇和二氧化碳加氢制甲醇。在传统资源日益紧张的情况下，二氧化碳加氢制甲醇突显出了自身的优势。二氧化碳作为一种廉价易得、环境友好的可再生碳资源，将其加氢制备甲醇，可减少二氧化碳排放，对绿色与可持续发展意义重大。
[0003]现有技术中，二氧化碳加氢制甲醇工艺技术主要有传统的直接加氢法、光催化还原法、电催化还原法及生物催化还原法。而能够实现产业化生产的方法则主要是基于直接加氢法。典型的二氧化碳直接加氢制备甲醇的生产工艺，存在投资高、二氧化碳转化率低，功耗大的缺点，其核心设备甲醇合成塔通常为管壳式反应器中，催化剂装填在管层，水汽走壳侧，由于二氧化碳加氢制甲醇反应较为温和，合成气进出口温差小，为维持反应热，往往需要提高蒸汽产汽压力逼近设备设计压力，设备操作条件苛刻。因此，提供一种投资小、二氧化碳转化率高的二氧化碳直接加氢制备甲醇的方法，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于，提供一种二氧化碳和氢气直接制备甲醇的装置，以至少解决目述部分问题。
[0005]本技术采用的技术方案如下：
[0006]本技术提供的一种二氧化碳和氢气直接制备甲醇的装置，包括进出口换热器、冷却分离器和设置有环隙的二氧化碳加氢合成塔，其中进出口换热器的壳程入口连接有原料气输送管，壳程出口分别与二氧化碳加氢合成塔的底部环隙入口和顶部入口连接，进出口换热器的管程入口与二氧化碳加氢合成塔的出气口连接，管程出口与冷却分离器连接。
[0007]本技术的部分实施方案中，进出口换热器的壳程出口与二氧化碳加氢合成塔的入气口经第一入塔主线管连接，进出口换热器的壳程出口与二氧化碳加氢合成塔的环隙入口经第二入塔主线管连接。
[0008]本技术的部分实施方案中，二氧化碳加氢合成塔内部设置有三个反应床层和两个管壳式换热器。
[0009]本技术的部分实施方案中，位于二氧化碳加氢合成塔上部的上部换热器的壳程入口与环隙气的出口连接，其壳程出口与第一反应床层的入气口连接，其管程入口与第
一反应床层的出气口连接，其管程出口与第二反应床层的入气口连接；
[0010]位于二氧化碳加氢合成塔下部的下部换热器的壳程入口与二氧化碳加氢合成塔的入气口管道连接，其壳程出口与第一反应床层的入气口连接；
[0011]第二反应床层的出气口与下部换热器的管程入口连接，下部换热器的管程出口与第三反应床层的入气口连接，第三反应床层的出气口与进出口换热器的管程入口经出塔主线管连接。
[0012]本技术的部分实施方案中，冷却分离器的出气口连接有循环气压缩机，循环气压缩机的压缩气出口与原料气输送管经压缩循环气输送管连接。
[0013]本技术的部分实施方案中，冷却分离器与循环气压缩机的进气口经循环气输送管连接，并且循环气输送管上连接有弛放气外输管。
[0014]本技术的部分实施方案中，冷却分离器的液体出口连接有甲醇闪蒸槽。
[0015]本技术的部分实施方案中，甲醇闪蒸槽连接有闪蒸气外输管和粗甲醇外输管。
[0016]本技术的部分实施方案中，三个反应床层在二氧化碳加氢合成塔内径向分布。
[0017]本技术的部分实施方案中，还包括有冷激气输送管，冷激气输送管的一端与原料气输送管连接，另一端经二氧化碳加氢合成塔顶部入口与第一反应床层入口连接。
[0018]为更好地回收热量，二氧化碳加氢合成塔与进出口换热器之间可以根据需要增加低压废锅、锅炉给水预热器，进出口换热器2与冷却分离器3之间可以增加脱盐水预热器等热量回收设备。
[0019]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0020]本技术结构简单，设计科学，投资低，占低面积小。本实施新型的二氧化碳加氢合成塔中设置了多个反应床层，充分利用系统的热量，将床层的出口气通入二氧化碳加氢合成塔内部的换热器，用于预热床层的入口气。并且将未反应的床层出口气热交换后进入下一床层继续反应，有效地提高了二氧化碳单程转化率。
[0021]本技术将二氧化碳加氢合成塔的出口气换热、冷却分离液体后，进行压缩后，与氢气/二氧化碳原料气再次共同参与反应，有效地节约了原料，反应更为彻底。
[0022]本技术通过设置冷激气输送管，将原料气中的部分气体作为冷激气进入二氧化碳加氢合成塔的环隙，保护合成塔，使合成塔的催化剂装填量大、阻力降低。
附图说明
[0023]附图1为本技术的结构示意图。
[0024]附图2为本技术中二氧化碳加氢合成塔内部反应床层与换热器的结构示意图。
[0025]其中，附图标记对应的名称为：
[0026]1‑
二氧化碳加氢合成塔、2
‑
进出口换热器、3
‑
冷却分离器、4
‑
循环气压缩机、5
‑
甲醇闪蒸槽、6
‑
第一反应床层、7
‑
第二反应床层、8
‑
第三反应床层、9
‑
上部换热器、10
‑
下部换热器、101
‑
原料气输送管、102
‑
冷激气输送管、103
‑
第一入塔主线管、104
‑
第二入塔主线管、105
‑
出塔主线管、106
‑
压缩循环气输送管、107
‑
循环气输送管、108
‑
弛放气外输管、109
‑
闪
蒸气外输管、110
‑
粗甲醇外输管。
具体实施方式
[0027]为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本技术进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]实施例1
[0029]如附图1和2所示，本实施例公开了一种二氧化碳和氢气直接制备甲醇的装置，包括进出口换热器2、冷却分离器3和设置有环隙的二氧化碳加氢合成塔1。
[0030]进出口换热器2的壳程入口连接有原料气输送管101，进出口换热器2的壳程出口与二氧化碳加氢合成塔1的底部环隙入口、顶部入口分别经第一入塔主线管103、第二入塔主线管104连接。
[0031]二氧化碳加氢合成塔1内部设置有三个反应床层和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳和氢气直接制备甲醇的装置，其特征在于，包括进出口换热器(2)、冷却分离器(3)和设置有环隙的二氧化碳加氢合成塔(1)，其中进出口换热器(2)的壳程入口连接有原料气输送管(101)，壳程出口分别与二氧化碳加氢合成塔(1)的底部环隙入口和顶部入口连接，进出口换热器(2)的管程入口与二氧化碳加氢合成塔(1)的出气口连接，管程出口与冷却分离器(3)连接。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳和氢气直接制备甲醇的装置，其特征在于，进出口换热器(2)的壳程出口与二氧化碳加氢合成塔(1)的底部环隙入口经第一入塔主线管(103)连接，进出口换热器(2)的壳程出口与二氧化碳加氢合成塔(1)的顶部入口经第二入塔主线管(104)连接。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳和氢气直接制备甲醇的装置，其特征在于，所述二氧化碳加氢合成塔(1)内部设置有三个反应床层和两个管壳式换热器。4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳和氢气直接制备甲醇的装置，其特征在于，位于二氧化碳加氢合成塔(1)上部的上部换热器(9)的壳程入口与环隙气的出口连接，其壳程出口与第一反应床层(6)的入气口连接，其管程入口与第一反应床层(6)的出气口连接，其管程出口与第二反应床层(7)的入气口连接；位于二氧化碳加氢合成塔(1)下部的下部换热器(10)的壳程入口与二氧化碳加氢合成塔(1)的入气口管道连接，其壳程出口与第一反应床层(6)的入气口连接；第二反应床层(7)的出气口与下部换热器(10)的管...
【专利技术属性】
技术研发人员：周芳，许斌，王时川，王涛，姜波，张固，郑渊，司加民，
申请(专利权)人：中国成达工程有限公司，
类型：新型
国别省市：
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